Трекер следов идентифицирует крошечных млекопитающих с точностью до 96 %.

Это может быть менее заметно, чем сокращение популяций львов или исчезновение панд, но тихий кризис вымирания мелких млекопитающих, возможно, хуже для биоразнообразия. Эти виды являются важнейшими индикаторами состояния окружающей среды, но их очень трудно контролировать, и многие виды с очень разными экологическими нишами выглядят почти одинаково.

Но теперь ученые разработали новый способ идентификации и мониторинга этих крошечных млекопитающих по их следам, протестированный на двух почти идентичных видах сенги и показавший точность до 96%.

«У нас было две ключевые мотивации для проведения этого исследования», — сказала доктор Зои Джуэлл из Школы окружающей среды Николаса Университета Дьюка, соавтор статьи в Границы экологии и эволюции.

«Во-первых, найти лучший, более этичный и более научно обоснованный способ мониторинга даже самых крошечных видов, а во-вторых, предоставить надежный и широкий показатель целостности экосистемы, который можно будет применять регулярно и регулярно — новый импульс на планете».

Мелкие млекопитающие, большое воздействие

Мелкие млекопитающие играют столь важную роль в экосистемах и очень чувствительны к любым изменениям окружающей среды, а это означает, что изменения в их популяциях могут быть важными ранними предупреждениями об экологических нарушениях. Но многие виды являются почти идентичными «загадочными» видами, что затрудняет их точный мониторинг. Так обстоит дело с видами, которые команда использовала для тестирования своей технологии идентификации следов, — сенгис Восточной скалы и сенгис Бушвельда.

«Часто отличить загадочные виды можно только с помощью ДНК, что может быть медленным, инвазивным и дорогостоящим», — объяснил Джуэлл.

«Очень важно знать, кто есть кто, потому что, хотя эти виды могут выглядеть одинаково, они сталкиваются с разными экологическими угрозами и играют разные роли в окружающей среде. Например, в нашем исследовании один из сенги обитает исключительно в скалистых местах обитания, а другой — на песке, и каждый из них может действовать независимо в качестве индикатора в этих средах».

Однако между сэнги есть одно важное различие: их ноги немного отличаются, что оставляет существенные различия в их следах. Поэтому учёные решили уловить эти различия и обучить модель, которая могла бы различать следы сенги Бушвельда и сенги из Восточной Скалы, подобно отслеживанию животных с помощью компьютера.

В поисках Сенгиса

Ученые собрали сенги в двух южноафриканских заповедниках: заповеднике Тельперион и заповеднике Цвалу-Калахари. 18 отобранных бушвельдских сенги были обнаружены только в заповеднике Цвалу Калахари, но в общей сложности на обоих участках было обнаружено 19 восточных скальных сенги, причем некоторые из них обитали в местах обитания, очень близких к Бушвельдскому сенгису.

Это было неожиданным открытием, поскольку заповедник Цвалу-Калахари находится за пределами ожидаемого ареала обитания сенги Истерн-Рок, и это подчеркивает, насколько важно улучшить мониторинг этих видов.

Сенги были пойманы с помощью специально сконструированных ловушек, загруженных удобной подстилкой и едой из овса, арахисового масла и мармита, которые они считают особенно вкусными, а затем выпущены в ящик для сбора следов.

В нем содержалась специальная бумага с угольной пылью на каждом конце, чтобы сэнги могли пройти сквозь пыль и оставить после себя следы. После этого их отпустили целыми и невредимыми там, где их нашли.

Затем цифровые изображения следов были обработаны с использованием программы морфометрии, чтобы определить особенности формы и размера, которые могли бы различить два вида сенги. Ученые использовали передние следы, которые были наиболее четкими и отличительными, и обнаружили более 100 возможных особенностей. Затем они провели статистический анализ, чтобы показать, какая комбинация этих факторов может наиболее точно идентифицировать сенги.

Следы не лгут

Затем девять выбранных диагностических функций были проверены с помощью отдельных изображений и наборов треков сенги, зарезервированных для тестирования, чтобы увидеть, насколько хорошо будет работать технология идентификации следов. Он определил вид с точностью 94–96% по всем тестам.

Эту технологию идентификации следов теперь можно использовать на фотографиях следов сенги как неинвазивный, дешевый и простой способ обнаружить присутствие различных видов и отслеживать изменения в их популяциях и ареалах. Ученые также планируют распространить это на другие виды, используя новые наборы данных для обучения аналогичных моделей.

В будущем они хотели бы сравнить эту технологию с другими неинвазивными методами мониторинга видов, чтобы увидеть, как они могут дополнять друг друга.

«Маленькие млекопитающие существуют почти в каждой экосистеме на планете, и наша технология достаточно гибка, чтобы адаптироваться к каждой из них», — сказал Джуэлл.